|
แนะนำห้องปฏิบัติการ ของ
ศาสตราจารย์ ดร. พิมพ์ใจ ใจเย็น
|
การศึกษากลไกการทำงานของเอนไซม์
ปฏิกิริยาเคมีต่างๆ
ที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตจำเป็นต้องอาศัยเอนไซม์ในการเร่งปฏิกิริยา
ดังนั้นเอนไซม์จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด
เอนไซม์ส่วนใหญ่เป็นสารประเภทโปรตีน
ซึ่งมีการขดม้วนตัวเป็นโครงสร้างสามมิติที่เหมาะสม
ต่อการเร่งปฏิกิริยา โดยจะมีบริเวณที่ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยา
ซึ่งมีแขนงข้างของกรดอะมิโนที่
ทำหน้าที่ในการจับกับสารตั้งต้น
แล้วเกิดปฏิกิริยาขั้นตอนต่างๆ
เพื่อเกิดเป็นสารผลิตภัณฑ์ การทำงานของเอนไซม์บางชนิดต้องอาศัยโมเลกุลของสารอินทรีย์ื
หรือไอออนของโลหะบางชนิด (cofactor)
เป็นตัวร่วมในการเร่งปฏิกิริยา
|
ความเข้าใจกลไกการทำงานของเอนไซม์ในเชิงลึกเพื่อทราบว่าขั้นตอนต่างๆ
เป็นเช่นไรนั้น จำเป็นที่จะต้องใช้เครื่องมือที่สามารถติดตามการทำงานของเอนไซม์ได้อย่างรวดเร็ว
โดยเฉพาะจลนพลศาสตร์
(kinetics) ในช่วงเวลาที่ปฏิกิริยาก่อนถึงสภาพสมดุล
(pre-steady state) ซึ่งเครื่องมือที่สามารถติดตามการทำงานของเอนไซม์โดยวิธีสเปกโตรสโคปีได้อย่างรวดเร็ว
โดยสามารถตรวจวัดได้ตั้งแต่ 0.001 วินาที
คือ เครื่อง
Stopped-flow spectrometer และในกรณีที่ไม่สามารถติดตามการทำงานของเอนไซม์โดย
วิธีสเปกโตรสโคปีได้ในขณะที่เกิดปฏิกิริยานั้น
ห้องปฏิบัติการของเราจะใช้เทคนิคหยุดการทำงานของเอนไซม์อย่าง
รวดเร็วในระดับ 0.004 - 100 วินาทีโดยใช
้เครื่อง Rapid quench flow
วิธีนี้ทำให้สามารถนำสารตัวกลางหรือสาร
ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากเวลาต่างๆ ไปวิเคราะห์ด้วยวิธีที่เหมาะสม
นอกจากนี้เรายังศึกษาคุณสมบัติของเอนไซม์ที่มีการ
เปลี่ยนแปลงหมู่กรดอะมิโน ที่อยู่บริเวณเร่งปฏิกิริยาไปเป็นกรดอะมิโนต่างชนิด
(site-directed mutagenesis) ศึกษาคุณสมบัติทางด้านอุณหพลศาสตร์
(thermodynamics) ศึกษาโครงสร้างสามมิติของเอนไซม์
โดยร่วมมือกับ นักวิจัยที่มีความเชี่ยวชาญทางด้านการศึกษาโครงสร้างสามมิติของโปรตีนจากการตกผลึก
ซึ่งข้อมูลต่างๆ เหล่านี้มี ความสำคัญอย่างยิ่งเพื่อที่จะทำให้เกิดความเข้าใจในกลไกการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์
และความสัมพันธ์ระหว่าง โครงสร้างและการทำงานของเอนไซม์
ในปัจจุบันเรากล่มวิจัยของเราได้ศึกษาเอนไซม์ในกลุ่มที่มีฟลาวิน
(วิตามินบีสอง) เป็นองค์ประกอบ และเอนไซม์เซรีน
ไฮดรอกซีเมททิลทรานเฟอเรสจากเชื้อมาลาเรีย
ซึ่งมีสารประเภทวิตามินบีหกเป็นองค์ประกอบ
ในอนาคตเราคาดหวัง ว่าความรู้ที่ได้จากการศึกษาการทำงานในเชิงลึกของเอนไซม์ชนิดที่เราเลือกมานั้น
สามารถเป็นประโยชน์ในการ ประยุกต์ใช้ความรู้เหล่านี้ในการสร้างตัวตรวจวัดชีวภาพ
(biosensor) การใช้เอนไซม์ในการสังเคราะห์สารเคมี
การคิดค้น ตัวยาใหม่ๆที่มีประสิทธิภาพในการรักษาโรคมาเลเรีย
ตลอดจนการพัฒนาทางด้านเทคโนโลยีทางชีวภาพต่างๆอีกด้วย

คำสำคัญ :
| การศึกษาเอนไซม์
(enzymology) |
กลไกการทำงานของเอนไซม์
(enzyme mechanism) |
| จลนพลศาสตร์การทำงานของเอนไซม์
(enzyme kinetics) |
ตัวตรวจวัดทางชีวภาพ (biosensor) |
| ฟลาวิน (flavin) |
ฟลาโวโปรตีน (flavoprotein) |
| เอนไซม์ออกซิเจนเนส (oxygenase) |
เอนไซม์รีดักเทส (reductase)
|
| แคททีคอล (catechol) |
ฟีนอล (phenol) |
| ปฏิกิริยาการเปล่งแสง (luminescence)
|
สารอะโรมาติก (aromatic compound) |
|